4.3金属腐蚀与防护 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

金属腐蚀与防护 课程引入 金属腐蚀与防护的奥秘之旅 学习目标 金属腐蚀与防护 1、金属腐蚀之“危” 2、腐蚀原理大剖析 3、防护策略大集合 4、生活中的防腐智慧 课程精讲 金属腐蚀之“危” 生锈的桥梁钢架 斑驳的青铜器 课程精讲 金属腐蚀之“危” 课程精讲 课程精讲 腐蚀原理大剖析 - 化学腐蚀 镁带燃烧 金属与接触到的干燥气体（如氧气、氯气等）或非电解质液体（如石油中的某些成分）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。 注意：化学腐蚀过程中没有电流产生，反应较为简单直接，通常在高温、干燥的环境中较为常见。 课程精讲 举个例子 单质铁与氯气反应 单质铁因发生化学反应而造成的腐蚀称为化学腐蚀 课程精讲 2 Fe + 3 Cl2 = 2 FeCl3 点燃 失去2×3e- 得到6×e- 铁在反应中，由0价的单质，生成+3价的铁离子，即：被腐蚀 反应过程分析 课程精讲 将铁钉置于含有氯化钠溶液的琼脂凝胶中 加少量NaCl溶液，静置数天后观察现象 课程精讲 腐蚀原理大剖析 - 电化学腐蚀 请大家思考 铁钉生锈的反应过程 负极: Fe - 2e- = Fe2+ 正极: O2+4e-+2H2O=4OH- （负极发生氧化反应） （正极发生还原反应） 总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2 在空气中：4Fe（OH）2 + O2 + 2H2O = 4Fe（OH）3 2Fe（OH）3 = Fe2O3 nH2O + (3-n)H2O 铁锈 · 课程精讲 若将氯化钠溶液的中性溶液，替换为稀盐酸的酸性溶液， 现象是否相同呢？ 在中性溶液里，反应中吸收氧气引起的Fe被腐蚀的现象，称为吸氧腐蚀。产物氢氧化亚铁进一步被氧化为氢氧化铁，最终分解形成铁锈。 课程精讲 将铁钉置于含有少许稀盐酸溶液的琼脂凝胶中 加少量稀盐酸l溶液，静置数天后观察现象 课程精讲 负极: Fe - 2e- = Fe2+ 正极: 2H++2e-=H2 ↑ （负极发生氧化反应） （正极发生还原反应） 总反应：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑ 在酸性溶液里，引起的Fe被腐蚀同时析出氢气的腐蚀现象，称为析氢腐蚀。产物在空气中最终分解形成铁锈。 课程精讲 汽车表面的烤漆 - 涂层防护 课程精讲 输油管道的防腐涂层 - 涂层防护 课程精讲 家具表面的油漆 - 涂层防护 课程精讲 涂层防护就是在金属表面涂上一层保护膜，隔绝金属与外界环境中的氧气、水、电解质等接触，从而阻止腐蚀反应的发生。 涂层的种类有油漆、塑料涂层、金属镀层等； 选择涂层时需要考虑涂层的耐腐蚀性、附着力、耐磨性等因素。 课程精讲 防护策略大集合 - 牺牲阳极的阴极保护法 Zn板 课程精讲 这种保护方法的原理是利用原电池原理，让活泼性更强的金属代替被保护金属发生氧化反应，此方法称为牺牲阳极的阴极保护法。 此方法需要定期更换锌板。 防护策略大集合 - 牺牲阳极的阴极保护法 负极: Zn - 2e- = Zn 2+ （负极发生氧化反应） 正极: O2+4e-+2H2O=4OH- （正极发生还原反应） 课程精讲 防护策略大集合 - 外加电流的阴极保护法 钢闸门 ↑e- ↓e- 辅助阳极（不溶性） 通过外加直流电源，将被保护金属连接到电源的负极作为阴极，使金属表面电子富集，抑制金属失去电子的氧化反应，而电源正极连接的辅助阳极发生氧化反应，从而实现对金属的保护，此法称为外加电流的阴极保护法。 课程精讲 请大家思考：外加电流的阴极保护法的反应原理 阳极：阳极为辅助电极，表面发生氧化反应 ： 2H2O - 4e- = O2↑ + 4H+ 阴极：电子经导线流入阴极（钢闸门），钢闸门不再被锈蚀，阴极被保护。 反应为：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- 课程精讲 生活中的防腐智慧 - 厨房金属用品 不锈钢中含有铬、镍等合金元素，使其具有较强的抗腐蚀能力 课程精讲 铁锅则可以通过及时擦干、涂油等方式防止生锈。 课程精讲 联系生活实际 思考这些防腐措施背后的化学原理 烤蓝 涂机油 烤漆 涂凡士林 镀锌 镀铬 镀锌镍 课程精讲 生活中的防腐智慧 - 户外金属设施 表面镀锌或者涂有特殊防腐漆 课程精讲 这些不同防护方法在户外环境中有各自的应用优势和局限性。 例如： 外加塑料保护层，价格便宜，保护层易老化； 喷漆、刷油，油漆年久脱落，防腐漆需要定期维护； 镀锌层可以在破损后仍对铁基体起到牺牲阳极的保护作用。 课程精讲 1、金属腐蚀的类型（化学腐蚀、电化学腐蚀） 2、电化学腐蚀的原理（吸氧腐蚀和析氢腐蚀） 3、金属防护的主要方法 ①涂层防护 ②牺牲阳极的阴极保护法 ③外加电流的阴极保护法 4、生活中的防腐智慧 请大家依据知识框架 回忆本节主要内容加以描述 课程精讲 让我们练习一下吧！ 课堂巩固 互动游戏式练习---分组抢答 判断本图属于哪种腐蚀类型并写出防护方法 课堂巩固 判断以上两图属于哪种腐蚀类型并写出防护方法 课堂巩固 互动游戏式练习---个人挑战赛 表现优秀的学生 或小组给予加分！ 问题1： 列举吸氧腐蚀和析氢腐蚀的生活实例 问题2：列举以下两生活实例。 1、牺牲阳极的阴极保护法 2、外加电流的阴极保护法 课业延伸 课后任务 1、拓展性课后作业 查阅资料了解目前金属腐蚀与防护领域的最新研究成果或应用案例，并撰写一篇短文加以介绍。 2、设计一个简单的实验方案，探究某种因素（如温度、电解质浓度等）对金属腐蚀速率的影响。 感谢同学们一同探索金属腐蚀与防护的奇妙世界，希望大家能将所学知识运用到生活实际中，去发现更多化学的奥秘！ 课业延伸 $$